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Obtencion del aluminio
Electroquímica Industrial
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICAFACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA
CÁTEDRA : ELECTROQUÍMICA INDUSTRIAL - OP06B
CATEDRÁTICO : Ing. LUIS FERNANDO RICCIO YAURI
INTEGRANTES :
CHUCOS QUISPE, Roy.
BERMUDEZ MEZA, Paolo J.
DE LA CRUZ YARASCA, Daniel
HUANAY QUISPE, Jacob.
LAURENTE GALARZA, Irvin.
ORE ASPARRIN, Adolf.
SEMESTRE : X
Huancayo-Perú2012
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OBTENCIÓN DEL ALUMINIO “Al”
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ÍNDICE
Introducción
Objetivos
Marco teórico
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DEDICATORIA
A quienes confían en nosotros,
día a día celebran nuestro despertar,
Contemplan nuestras caídas y
avanzan con nosotros,
y aunque no damos todo por ellos,
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I.- MARCO TEORICO
1. Historia del aluminio ……………………………………………………………………...07
1.1. Aluminio …………………………………..…………………………………………...09
1.2. Bauxita…………………………………………………………………………….……10
II.-INDUSTRIA DEL ALUMINIO
2.1. Sistema de produccion………………………………………………..……...………..11
2.2. Proceso bayer………………………………………………………………….……….11
2.3. Proceso hall-héroult……………………………………………………………………..15
III.- CAMBIOS EN EL MEDIO AMBIENTE
3.1. Reciclado de latas ……………………………………………………………………..21
3.2. Transporte………………………………………………………………………………23
3.3.Procesodemanufactura…………………………………………………………………23
3.4. Residuos de bauxita…………………………………………………………………...23
III.APLICACIONES DEL ALUMINIO
3.1.-Productos laminados …………………………………………………………….…….24
3.1.1. Aleaciones 1050 y 1070……………………………………………………………..24
3.1.2. Otras aleaciones del Grupo Mil y Grupo Tresmil……………………………….….24
3.1.3. Aleaciones del grupo Cincomil……………………………………………………....24
IV.-PRODUCCIÓN ANUAL DEL ALUMINIO
4.1 El aluminio en el deporte……………………………………………………..….....….25
4.2. El aluminio en el transporte terrestre ………………………………………………...26
4.3. Producción de aluminio primario en miles de toneladas métricas…………….…..28
4.4. Precio Del Aluminio…………………………………………………………………….29
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4.5.Conclusion…………………………………………………………………………..……29
4.6. Bibliografia ………………………………………………………………………………30
INTRODUCCIÓN
El aluminio es uno de los elementos más abundantes de la naturaleza, después del
oxígeno (47%) y el silicio (28%), constituyendo un 7,3% de la corteza terrestre. No
obstante, dada su alta reactividad química, nunca es encontrado como elemento libre,
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sino en forma oxidada más comúnmente en la forma de aluminatos y silicatos. Dentro
de estos compuestos se encuentra como Al2O3 combinado con agua y otros elementos
comunes como hierro, silicio y titanio. Actualmente se sabe que el aluminio en su
forma oxidada se encuentra en más de 250 minerales en mayores o menores
porcentajes.Generalmente, los más importantes grupos minerales conteniendo
aluminio son los silicatos de aluminio, incluyendo las calizas y óxidos hidratados, tales
como las bauxitas. Los cloruros y otros haluros de aluminio han sido encontrados en la
naturaleza en cantidades comerciales.
Dado que la producción actual de aluminio metálico a escala industrial se basa en la
reducción de un óxido mineral que contiene aluminio, cualquier depósito mineral útil
debe ser tratable rápidamente para su beneficiación, así que un óxido puro de aluminio
puede ser obtenido. No obstante, el beneficio físico de los óxidos no ha sido muy útil.
En consecuencia, ha sido siempre necesario el uso de los procesos químicos para
obtener un óxido puro de aluminio (Alúmina: Al2O3) y eliminar otros elementos
asociados con él en los depósitos minerales. Esto por tanto restringe el rango práctico
de los minerales de aluminio, constituye la fuente mineralógica disponible más
económica para el beneficio químico para producir alúmina, esto desde el punto de
vista del mayor contenido de Al2O3, así como por la menor cantidad de mineral
procesado para obtener la misma cantidad de aluminio.
Cualquier beneficio químico debe ser basado en la remoción selectiva, ya sea del
óxido de aluminio o bien de los otros elementos. No obstante, frecuentemente los otros
óxidos son químicamente similares y este problema es acompañado por el
comportamiento anfotérico del aluminio, lo cual hace extremadamente difícil la
remoción selectiva de impurezas (ganga).
Consecuentemente, los procesos de beneficio usualmente son el proceso bayer y el
proceso hall-héroult, la cual constituye la tecnologías para el proceso de obtención.
Los Alumnos
OBJETIVOS
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OBJETIVO GENERAL
Comprender los conceptos y principios básicos de la obtención
del aluminio.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Comprender el procedimiento de obtención de aluminio.
Analizar el proceso de obtención de aluminio por electrólisis.
identificar los procesos de obtención de aluminio.
Comprender el reciclaje del aluminio.
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I. MARCO TEORICO
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1.1. ALUMINIO
El aluminio puro es un metal suave, blanco y de peso ligero. Al ser mezclado con otros
materiales como: silicón, cromo, tungsteno, manganeso, níquel, zinc, cobre, magnesio,
titanio, circonio, hierro, litio, estaño y boro, se producen una serie de aleaciones con
propiedades específicas que se pueden aplicar para propósitos diferentes.
El aluminio puede ser fuerte, ligero, dúctil y maleable. Es un excelente conductor del
calor y de la electricidad; el valor de su densidad es de 2.7 y las temperaturas de
fusión y ebullición son de 660º C y 2.467º C, respectivamente. No se altera en
contacto con el aire ni se descompone en presencia de agua, debido a que su
superficie queda recubierta por una fina capa de óxido que lo protege del medio. Sin
embargo, su reactividad con otros elementos es elevada: al entrar en contacto con
oxígeno produce una reacción de combustión que origina una gran cantidad de calor, y
al combinarse con halógenos y azufre da lugar a la formación de haluros y sulfuros.
Pero una de las mayores ventajas del aluminio es que puede ser reciclado una y otra
vez sin perder su calidad ni sus propiedades.
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Constantes Físicas y Químicas del Aluminio:
» Peso atómico 26.9
» Punto de fusión 660ºC
» Punto de ebullición 2.467ºC
» Gravedad específica 2.7 g/ml
» Estructura cristalina red cúbica centrada en las
caras
» Radio atómico 1.43 Å
» Valencia 3
» Configuración electrónica 1s²2s² 2p^63s²3p^1
1.2. Bauxita
Existen numeroso depósitos de bauxita principalmente en la zona tropical y subtropical
del mundo y también en Europa. Forman estratos o bolsas que se encuentran
generalmente a 12 metros o más abajo del suelo o de una cubierta de vegetación. La
clase de bauxita comercial debe de contener al menos 40% de óxido de aluminio. La
bauxita es generalmente extraída por una mina de tiro abierto. La cubierta se quita, se
remueve la bauxita y se transporta a la refinería. Una vez que la extracción haya sido
terminada, la capa del suelo y la vegetación se reemplazan. En Brasil y Australia, por
ejemplo, hay programas de plantación y conservación que ayudan a la vegetación a
regenerarse por sí misma. Cuatro toneladas de bauxita son requeridas para producir
unas dos toneladas de alúmina dependiendo de la clase de bauxita.
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II.-INDUSTRIA DEL ALUMINIO
2.1. SISTEMA DE PRODUCCION:
Existen principalmente dos tipos de producción de aluminio: proceso bayer y proceso
Hall-Héroult.
2.1.1. PROCESO DE BAYER
El proceso Bayer es el principal método industrial para producir alúmina a partir de bauxita. Patentado por el austriaco Karl Bayer en 1889 y basado en la disolución de la bauxita con hidróxido sódico, este proceso se fue imponiendo hasta convertirse, a partir de los años 1960, en la única fuente industrial de alúmina y por tanto de aluminio en el mundo.
a) Preparación de la bauxita
El primer paso en la planta de alúmina es la reducción del tamaño de partícula de
la bauxita, para incrementar la superficie de reacción y facilitar su manejo, se
realiza a través de una trituración a partir de diferentes trituradores.
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2 - Digestión
Echamos sobre la bauxita hidróxido sódico, que estará a 180ºC y altas presiones para
formar así una solución enriquecida en aluminato sódico, de acuerdo a las reacciones
siguientes:
Para el monohidrato(Proceso Bayer Europeo):
(Al2O3 . H2O + impurezas) + 2NaOH → 2NaAlO2 + 2H2O + lodos rojos
Para el trihidrato( Proceso Bayer Americano):
(Al2O3 . 3H2O + impurezas) + 2NaOH → 2NaAlO2 + 4H2O + lodos rojos
De forma general:
(Al2O3 . x . H2O) + 2NaOH → 2NaAlO2 + (x+1) . H2O
3 - Dilución y separación de residuos.
Al final de la digestión, la suspensión que abandona el último digestor conteniendo
la solución de aluminato, arenas y lodos rojos (partículas finas), está a una
temperatura por encima de su punto de ebullición a presión atmosférica, de
manera que es pasada a través de un sistema de enfriamiento por expansión en el
cual ocurre una despresurización en forma escalonada hasta la presión
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atmosférica y una disminución de la temperatura hasta aproximadamente 105-
100ºC.
3 ETAPAS:
A) PRIMERA ETAPA:
Desarenado. Donde la pulpa se somete a la separación de los lodos y
arenas que contiene. Las arenas separadas en la operación anterior son
pasadas a través de clasificadores y posteriormente lavadas. En cuanto a
los lodos son enviados a tanques almacenadores para la alimentación de
los espesadores. Es en estos tanques, donde se adiciona el agente
floculante que va a facilitar el proceso de sedimentación en los
espesadores.
B) SEGUNDA ETAPA:
Sedimentación, lavado y deshecho de lodos rojos. La sedimentación se
lleva a cabo en tanques espesadores, y el lodo rojo depositado en el fondo
de éstos, es removido continuamente por un sistema de rastrilleo. Este lodo
rojo saliente por la parte inferior de los espesadores, es lavado con el fin de
recuperar la solución caústica y el licor que contiene alúmina disuelta,
produciéndose simultáneamente un lodo que ha de ser desechado,
mientras que el agua de lavado es enviada al área disolución.
C) TERCERA ETAPA:
Filtración de seguridad. Las partículas finas en suspensión deben ser
separadas, de lo contrario contaminarían el producto, y ello es logrado
mediante una filtración de seguridad. El proceso se realiza por medio de
filtros a presión. Una vez que la solución pase a través de esta filtración, es
enviada a una sección de enfriamiento por expansión instantánea, donde
se le confiere al licor la temperatura requerida para la precipitación 50 ó
70ºC, según el tipo de proceso Bayer Europeo o Americano
respectivamente
4. – Precipitación
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A pesar de bajar la temperatura del licor, es difícil que se produzca una
precipitación espontánea. Se precisa de siembra de cristales de hidrato,
generalmente fino y en cantidad controlada. La reacción de precipitación es la
siguiente:
Al(OH)4- + Na+ → Al(OH)3 + OH- + Na+
5. – Calcinación:
El hidrato lavado se somete a secado y calcinación. El secado se consigue
aprovechando los gases calientes del calcinador y, una vez seco el mismo, se
pone en contacto a alta temperatura (900-1200ºC) en un horno. De esta forma se
obtiene el producto final, la alúmina (Al2O3). La reacción es la siguiente:
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O
La alúmina obtenida se utiliza principalmente para producir aluminio mediante
electrólisis procesada en tinas electrolíticas llamadas celdas reductoras. Estas
tinas funcionan con un baño de ciolita (fluoruro de aluminio sódico), el ánodo es un
electrodo de carbón y el cátodo es la misma tina. En estas tinas se obtiene el
aluminio metálico.
El aluminio obtenido de las celdas reductoras es moldeado y procesado en hornos
de concentración para la obtención de aluminio de alta calidad.
El proceso de fundición es continuo; se hace pasar por corriente de baja tensión y
alto amperaje a través del baño de criolita desde loa ánodos de carbón
suspendidos en la masa fundida hacia un revestimiento de carbón situado en el
fondo de la marmita, el cual sirve como cátodo.
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Figura3: Proceso Bayer
2.1.2. PROCESO HALL-HÉROULT
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En este proceso la alúmina (Al2O3) es disuelta dentro de una cuba electrolítica
revestida interiormente de carbón en un baño electrolítico con criolita (Na3AlF6)
fundida. La cuba actúa como cátodo, mientras que como anódos se suelen utilizar
unos electrodos de carbón de Soldberg. La reacción química total es la siguiente (no
esta del todo bien):
Al2O3 + 3 C → 2 Al + 3 CO
La alúmina se descompone en aluminio y oxígeno molecular. Como el aluminio líquido
es más denso que la criolita se deposita en el fondo de la cuba, de forma que queda
protegido de la oxidación a altas temperaturas. El oxígeno se deposita sobre los
electrodos de carbón, quemándose y produciendo el CO2.
Los parámetros del proceso son los siguientes:
Tensión: 5-6 V.
Densidad de corriente: 1,5-3 A/cm2, lo que supone una corriente de 150 000
amperios.
Los electrodos han de estar siempre a la misma altura, por lo que hay que
regularlos ya que se van descomponiendo durante la reacción.
Hay que controlar que la proporción de alumina sea constante durante el
proceso, por lo que habrá que ir vertiendo más según avance el proceso.
Este proceso fue descubierto independientemente en 1886 por el
estadounidense Charles Martin Hall y el francés Paul Héroult. Resulta curioso
que ambos científicos naciesen y muriesen en las mismas fechas y que
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patentaran su descubrimiento con tan poca diferencia sin conocerse.
Este proceso se usa en todo el mundo y es el único utilizado actualmente por la
industria para producir aluminio.
La base de todas las plantas fundidoras de aluminio primario es el proceso Hall-
Héroult, inventado en 1886. La alúmina se disuelve mediante un baño electrolítico de
criolita fundida (fluoruro alumínico sódico) en un recipiente de hierro revestido de
carbón o grafito conocido como "crisol". Una corriente eléctrica se pasa por el
electrolito a un bajo voltaje pero con una corriente muy alta generalmente 150,000
amps. La corriente eléctrica fluye entre el ánodo (positivo) de carbono hecho del coque
de petróleo y brea, y un cátodo (negativo) formado por un recubrimiento de carbón
grueso o grafito del crisol.
El aluminio fundido es depositado en el fondo del crisol y se revuelve periódicamente,
se lleva a un horno, de vez en cuando se mezcla a una aleación especificada, se
limpia y generalmente se funde.
Un fundidor de aluminio típico consiste de alrededor de 300 crisoles. Estos producirían
como 125,000 toneladas de aluminio anualmente. Sin embargo, algunos de las
fundidoras de la última generación producen entre 350mil y 400 mil toneladas.
En promedio alrededor del mundo toma 15.7 kW/hr. Para producir un kilogramo de
aluminio de la alúmina. Mejoramientos en los diseños y procesos han reducido
progresivamente este aspecto de 21 kW/hr de los años cincuentas.
El aluminio se forma a cerca de 900°C pero una vez que se ha formado tiene un punto
de fusión de solo 660°C. En algunas fundidoras este ahorro de calor es utilizado para
fundir metal reciclado que luego es mezclado con el metal nuevo.
El metal reciclado requiere solo 5% de la energía necesaria para producir el metal
nuevo. Mezclar metal reciclado con un nuevo metal permite ahorrar energía
considerablemente así como el uso eficiente del calor procesado. No hay diferencia
entre el metal primario y el metal reciclado en términos de calidad y propiedades.
Fundir el aluminio requiere de intensa energía que es por lo que fundidoras mundiales
están localizados en áreas dónde tienen acceso a un recurso de energía abundante
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(hidroeléctricas, gas natural, carbón y nuclear). Muchas localidades son remotas y la
electricidad es generada específicamente para las plantas de aluminio.
El proceso de fundición es continuo. Un horno no se para y se vuelve a poner en
funcionamiento con facilidad. Si la producción es interrumpida por una falta de energía
de más de 4 horas, el metal en los crisoles se solidificará, requiriendo un proceso de
reconstrucción con un alto costo.
La mayoría de los hornos produce aluminio del 99.7% de pureza que es aceptable
para la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, el aluminio muy puro de 99.99% es
utilizado para aplicaciones especiales, generalmente aquellas dónde la alta ductilidad
y conductividad es requerida. El margen de diferencia en pureza del aluminio da
cambios significantes en las propiedades del metal.
La etapa final es la reducción del aluminio con el proceso de Hall-Heroult. Se basa
en el principio siguiente: cuando la solución del alúmina se electroliza en la criolita
fundida (Na3AlF6), se produce el aluminio puro . El fondo de la célula de la reducción
sirve como cátodo, y las barras del carbón sumergidas en criolita sirven como ánodos.
El aluminio fundido se deposita bajo solución de la criolita con 3-5% del alúmina.
Durante este proceso, las temperaturas alcanzan 950°C, considerablemente más
arriba que el punto de fusión del metal sí mismo, que es 660°C.
III.-CAMBIOS EN EL MEDIO AMBIENTE:
Mientras el progreso significativo que se ha hecho en mejorar la actuación del medio
ambiente, la tecnología Söderburg está siendo remplazada gradualmente por
tecnología precocida.
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Reciclaje
• El reciclado de un material es la única alternativa que existe para dañar lo
menos posible el medio ambiente y no vernos rodeados de montones de
chatarra y residuos.
• Al final de la vida útil que contiene aluminio puede ser utilizado una y otra vez
sin que se pierda su calidad, ahorrando energía y materiales en bruto.
• Reciclando un kilogramo de aluminio se pueden ahorrar 8 kilogramos de
bauxita, 4 kilogramos de productos químicos y 14 kW/hr de electricidad.
• Cualquier cosa hecha de aluminio puede ser reciclada repetidamente: no solo
latas, también hojas, láminas, moldes, marcos de ventanas, muebles de jardín,
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componentes de automóvil son derretidos y se usan para hacer los mismos
productos de nuevo.
• La tasa de reciclaje para latas de aluminio está ya por encima del 70% en
algunos países. La industria del aluminio ha iniciado varios proyectos para
alentar al reciclaje en varios países.
• El material de desecho en todas sus fases es meticulosamente recolectado y
clasificado por tipos de aleación por todas las compañías de aluminio. A
diferencia de otros metales, el aluminio de desecho tiene un valor significativo y
buenos índices de precios en el mercado.
• Durante el año 2002 se produjeron en España 243.000 toneladas de aluminio
reciclado y en el conjunto de Europa occidental esta cifra ascendió a 3,6
millones de toneladas.
• Las compañías de aluminio han invertido en dedicarle un lugar, en las plantas
de reciclaje, al procesamiento del la transformación secundaria del metal. En el
caso de las latas de bebidas el proceso utiliza gas recolectado de las
sustancias volátiles que están en las superficies de las latas que proveen calor
al proceso.
• En Europa las latas de bebida de aluminio ya alcanzaron el objetivo mínimo
marcado por la directiva europea en Empaque y Desecho para el año 2001.
Suecia con 92% y Suiza con 88% son los campeones europeos de reciclaje de
lata. El promedio europeo es de 40% aumentando 10% desde 1994.
• El reciclaje de latas de bebida de aluminio elimina desperdicios, ahorra energía
y conserva los recursos naturales.
• Las latas de aluminio son buenas para el medio ambiente, para la economía y
son 100% reciclables.
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Las latas de aluminio de ahora requieren cerca del 40% menos metal que las latas
hechas hace 25 años; además de la necesidad de menos energía y materia prima por
cada lata. Valen de 6 a 20 veces más que otros material de empaque.
El aluminio es el único material de empaque que cubre más allá de su costo de
recolección, proceso y traslado al centro de reciclaje. La industrial del aluminio está
trabajando con los fabricantes de componentes de automóviles para permitir que los
carros con componentes de aluminio sean fácilmente desmantelados y que los
desechos sean clasificados y reutilizados para partes nuevas idénticas. En la mayoría
de otros proyectos de reciclaje los desechos de material son rara vez reutilizados para
su misma aplicación, este tiene que ser degradado a una aplicación que tiene menos
propiedades de metal.
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La tasa de reciclaje para aplicaciones de construcción y transporte va desde el 60 al
90% en varios países. El metal es reutilizado en aplicaciones de alta calidad.
3.1. RECICLADO DE LATAS
¿Cómo están hechas las latas de aluminio?
Para la formación de los recipientes el proceso comienza cuando se enrolla la hoja de
aluminio alimentada a través de una prensa la cual saca los recipientes con la forma
primaria
Realización de un segundo dibujo y planchado: Los recipientes son alimentados dentro
de una prensa de planchado donde unos anillos colocados de forma sucesiva vuelven
a hacer el dibujo y planchan el recipiente reduciendo el grosor de las paredes para
obtener un tubo largo de lata. El fondo se forma para que soporte la presión interna
Otras actividades en la fabricación de latas de aluminio son:
Alisado: Las latas son torneadas mientras una herramienta para cortar alisa la
cubierta áspera del interior.
Limpieza. Las latas son limpiadas y pre-tratadas para la decoración y para el
revestimiento interno.
La pre- limpieza se hace con agua limpia
La limpieza con un limpiador comercial
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Lavado con agua fría
Acondicionador
Lavado con agua fría
Lavado con agua dionizada
Secado
Impresión y barnizado: Las latas son enrolladas contra un cilindro de hule para pintar
hasta con 4 colores simultáneamente. Después se mueven a otra estación dónde se le
aplica un barniz protector de color claro.
Barnizado de fondo: Las latas se llevan a un aplicador que pone un barniz protector
al fondo.
Horneado: Las latas van a través de un transportados a un horno para el secado de la
impresión.
Pintura interna: Un revestimiento especialmente seleccionado se rocía en el interior
de las latas.
Horneado: Las latas van a través de un transportador que hornea y seca el
revestimiento interior.
Formación del cuello y reborde: A las latas se les forma un cuello en la parte
superior para reducir el diámetro de la lata y se rebordea para que embone el final o
tapa.
Prueba de luz: Las latas limpias se ponen a través de un probador de luz que detecta
los hoyos pequeños y que rechaza las latas defectuosas.
Empaque: Después de una inspección final de las latas, estás son empacadas para
su envío al cliente.
Fabricación de las tapas
Las tapas se sellan por una vuelta pre-cubierta de aluminio.
Las tapas son alimentadas a una prensa de alta precisión dónde se remachan
y marcan en forma consecutiva.
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Las tapas se empacan y se transportan para el embalaje al cliente.
Las latas de aluminio pueden ser recicladas infinitamente. El uso del metal reciclado
en cualquier producto de aluminio resulta en un ahorro de energía de 95% sobre el
uso del metal primario. Muchos productos, por ejemplo, pruebas de automóvil,
productos para la construcción y latas de bebidas son principalmente de metal
reciclado. En la práctica productos de aluminio son inherentemente ahorradores de
energía.
3.2. Transporte
La cantidad e energía requerida para la producción se ha reducido progresivamente,
gracias a la investigación y al continuo desarrollo de procesos en los años cincuentas,
en promedio alrededor del mundo tomó cerca de 21kw/hr hacer un kilo de aluminio de
la alúmina, en 1997 le tomó a una de las nuevas fundidoras solo 14 kw/hr un descenso
de cerca del 30%.
3.3. Proceso de manufactura
Mas del 55% del aluminio primario del mundo se produce utilizando energía
hidroeléctrica que es limpia, no contamina y renovable. Las represas de las
hidroeléctricas y las fundidoras relacionadas con el aluminio tienden a estar situadas
en áreas remotas y provee de actividad económica dónde de otra forma no existiría.
3.4. Residuos de bauxita ("barro rojo")
Cada tonelada de alúmina producida deja un residuo de cerca de 0.7 toneladas de
barro.
El residuo de bauxita que puede ser utilizado en la construcción de caminos o la
fabricación de materiales para la construcción, sin embargo, el alto costo de la
transportación a los lugares de producción en ocasiones inhibe el uso de estos
materiales.
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III.APLICACIONES DEL ALUMINIO
3.1.-PRODUCTOS LAMINADOS
3.1.1. Aleaciones 1050 y 1070
Máxima resistencia a la corrosión, fácil de soldar al arco en atmósfera inerte o por
soldadura fuerte, excelente formabilidad.
USOS: En forma de lámina o papel (foil) se usa en la industria química y en la de
preparación de alimentos principalmente.
3.1.2. Otras aleaciones del Grupo Mil y Grupo Tresmil.
Muy resistentes a la corrosión, excelentes características para soldarce al arco
osoldadura fuerte, permiten ser formadas, dobladas o estampadas con facilidad.
USOS: En forma de lámina son ideales para la fabricación de utensilios de
usodoméstico, ductos, envases y en general para cualquier aplicación de
láminasmetálicas donde no se requiera una resistencia estructural. Las aleaciones del
grupo1000 son ideales para la fabricación de papel de aluminio (foil) para
empaquetadorasde alimentos, cigarros, regalos, etc.
3.1.3. Aleaciones del grupo Cincomil
Alta resistencia a la corrosión, pueden soldarse fácilmente con equipo de arco
enatmósfera de gas inerte, tienen mayor resistencia mecánica que las aleaciones de
losgrupos mil y tresmil.
USOS: En forma de placa o lámina se usan en la industria del transporte
encarrocerías, tanques o escaleras; son ideales para cuerpos de
embarcacionesmarítimas(Aleación 5052) para la fabricación de carros de ferrocarril o
de trenesurbanos; fabricación de envases abrefácil para bebidas gaseosas y en
general paraaplicaciones estructurales.
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El aluminio y la electricidad
El aluminio ha reemplazado al cobre desde 1945 en las líneas de transmisión de alto
voltaje y hoy en día es la forma más económica de transmitir electricidad. El aluminio
pesa solo un tercio de lo que pesa el cobre y puede llevar el doble de electricidad que
una onza de cobre. Por esta razón, las líneas de electricidad de aluminio son más
ligeras y no requieren de grandes estructuras para sostenerse. Además, el aluminio
tiene otras aplicaciones en este campo: los sistemas de electricidad de grandes
edificios como los del WorldTrade Center en Nueva York, están hechos de aluminio;
desde la década de los 50´s, la base de los focos se hace de aluminio y no de cobre o
latón; también miles de antenas para televisores y para satélites son hechas de
aluminio.
El aluminio en el deporte
Aquí el aluminio lo podemos encontrar en las bicicletas, en el marco de las raquetas
para tenis, squash o badmington, y también en los esquíes. Los campistas pueden
encontrarlo en las estructuras de sus tiendas de campaña o en el marco de sus
mochilas.
El aluminio y el transporte
Para el transporte, el aluminio es un elemento ideal gracias a que es ligero, fuerte y es
fácil de moldear. El gasto inicial en energía es totalmente recuperable ya que el
vehículo ahorrará mucha gasolina y requerirá menor fuerza o potencia para moverse.
El aluminio en el aire
Los aviones no podrían haber existido si no fuera por la ligereza del aluminio. Desde
que los hermanos Wright fabricaron el primer aeroplano, el aluminio formó parte
importante de los materiales constituyentes y posteriormente comenzó a reemplazar
piezas de madera, acero y de otros elementos. El primer avión de aluminio se fabricó
en los años 20´s.
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La combinación de fuerza, ligereza y maleabilidad hacen del aluminio un elemento
ideal para la fabricación de aviones comerciales, además de que al crear aleaciones
de aluminio con otros metales, se adquieren características en el metal que permiten
la resistencia a grandes presiones y la tensión que debe soportar el artefacto a
grandes alturas. Además, gracias a que el material es resistente a la corrosión,
muchas líneas aéreas no pintan sus aviones ahorrándose así muchos kilos de peso.
El aluminio en el transporte terrestre
El uso de aluminio en las partes que componen a coches y camiones ha aumentado
en forma constante en la última década. La utilización de este metal reduce ruido y
vibración.
Gracias al aluminio, muchas partes de los vehículos son recicladas Además, el
aluminio absorbe energía cinética lo cual evita, que en un accidente, la reciban los
pasajeros.
El aluminio no se oxida como el acero; esto significa que los vehículos, en zonas
climatológicas de gran humedad tengan una vida más larga. Los autos con cuerpo de
aluminio duran tres o cuatro veces más que los que tienen un chasis de acero.
El aluminio también se utiliza en la fabricación de carros de ferrocarril. Los carros del
metro están hechos de aluminio.
Las primeras cajas para ferrocarril hechas de aluminio, datan de 1931. En los 60´s, las
primeras cajas de 100 toneladas de capacidad se construyeron con cuerpos de
aluminio. Cada caja necesitaba 6,800 k. de aluminio y pesaba 10 toneladas menos
que las de acero. Los carros para transportar carbón se tenían que reconstruir cada 15
años si eran de acero, al ser de aluminio ya no fue necesario.
El aluminio en el mar
En 1892, los franceses construyeron el primer navío de aluminio. Para 1893, una
compañía estadounidense estaba haciendo botes de este metal. Los cruceros utilizan,
también, grandes toneladas de aluminio en su construcción para evitar un peso mayor.
La misma aplicación se hace para los transbordadores.
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Los usuarios reportan que en 30 años de uso, los artefactos hechos de aluminio no
presentan fatiga del material.
El aluminio y el empaque
El aluminio se utiliza de manera extensa en la protección, el almacenamiento y la
preparación de comidas y bebidas. Al conducir de manera muy eficiente el calor, es
muy útil para preparar tanto alimentos calientes como congelados.
El aluminio se utiliza en diversos tipos de empaques por servir como importante
barrera contra los microorganismos, el aire y la luz, evitando que estos afecten en
contenido.
El papel aluminio tiene características sobresalientes, es ligero, fuerte, flexible y
durable. Con sólo una micra de espesor es completamente impermeable. Al enrollarlo
sobre la comida, la protege contra la luz ultravioleta, las bacterias y su entorno. Los
paquetes de aluminio son seguros, higiénicos, fáciles de abrir e impermeables.
Las latas de aluminio son excelentes contenedores ya que son fuertes, ligeras,
compactas, impermeables y reciclables. Además, no afecta el sabor natural del
contenido y mantiene el oxígeno, la luz y la humedad afuera. Por su ligereza, son
fáciles de transportar, de llevar a casa y de recolectar para ser recicladas. Se
almacenan con mayor facilidad en los estantes, en el refrigerador y en los camiones
que el vidrio y el plástico, y necesitan menor protección.
Además de las aplicaciones anteriores, encontramos el aluminio en la construcción
(ventanas, puertas, coladeras, etc.); en el tratamiento de agua (con el sulfato de
aluminio); en la comida (cubiertos, sartenes, ollas, etc.) y en la industria farmacéutica
(hidróxido de aluminio y compuestos de aluminio soluble).
IV.-PRODUCCIÓN ANUAL DEL ALUMINIO
La industria mundial produce alrededor de 22 millones de tonelada de aluminio
primario al año. La mayoría de este metal proviene, aproximadamente, de 120
fundidoras de aluminio primario localizadas en todo el mundo, que reportan sus cifras
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al IPAI y se incluyen en el sistema estadístico del mismo. Estas fundidoras son las
responsables del 90% de la producción de aluminio primario; pero excluyen a China,
quien planea producir 2.7 millones de toneladas para el año 2000, arriba de su
producción actual de 2 millones de toneladas. Hay arriba de 100 fundidoras en China
aunque la mayoría son pequeñas.
Además de la producción primaria, más de 7 millones de toneladas de aluminio
primario provienen del reciclaje; casi el 100% de toda la producción de pedacería de
este metal, así como, más del 60% del desecho viejo de aluminio es reciclable. La
proporción de aluminio producido del desecho (aluminio secundario), ha ido
aumentando rápidamente.
4.1.Producción de aluminio primario en miles de toneladas métricas
Área 1995 1996 1997 1998
1 Africa 631 1,015 1,106 1,043
2 Norte América 5,546 5,860 5,930 6,086
3 América Latina 2,058 2,107 2,116 2,075
4/5 Asia 1,656 1,624 1,910 1,843
6a Europa occidental 5,885 3,192 3,297 3,549
6b Europa oriental y central 3,316 3,419
7 Oceanía 1,566 1,656 1,804 1,934
Total mundial 17,342 18,639 19,479 19,949
Promedio diario mundial 47.51 50.93 53.37 54.65
Descripción de las áreas:
1: Camerún, Egipto, Ghana, Nigeria, Sur Africa
2: Canadá, Estados Unidos
3: Argentina, Brasil, México, Suriname, Venezuela
4/5: China, India, Indonesia, Irán, Japón, Turquía, Corea del Norte, Corea del Sur
6a: Austria, Francia, Alemania, Grecia, Islandia, Italia, Holanda, Noruega, España,
Suecia, Suiza, Reino Unido
6b: Bosnia-Herzegovina, Croacia, Hungría, Polonia, Rumania, Federación Rusa,
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Eslovaquia, Eslovenia, Ucrania, Montenegro
7: Australia, Nueva Zelandia
El área 6 (Europa), se divide en dos secciones a partir del primero de Enero de 1996.
4.2. Precio Del Aluminio
El aluminio se cotiza en los mercados de físicos de las casas de bolsa del mundo, para
el martes 4 de Mayo de 1999, se cotiza en el London Metal Exchange, a 1 365.5
dólares la tonelada métrica; a su vez en Nueva York se encuentra a 57 dólares la
onza, que si se compara con el oro a 287.29 dólares puede dar una idea del valor del
aluminio.
A nivel comercial en México, el aluminio en perfiles para cancelería se puede comprar
en secciones de 6.10 metros, con un costo que varía según el tipo de perfil y el ancho,
desde 35 pesos hasta por arriba de los 300 pesos.
4.3. CONCLUSIÓN
El aluminio se produce en forma comercial hace tan solo 144 años por lo que es
considerado un metal joven.
A pesar de que el hombre ha utilizado el bronce, el hierro y el estaño por miles de
años, el aluminio es considerado ya el metal el siglo XXI. Esto se debe a que
actualmente es el metal más importante de los no ferrosos a lo cual se suman sus
características de: bajo peso específico, resistencia a la corrosión, alta conductividad
térmica y eléctrica así como su alta resistencia mecánica. Además de que es el
elemento más abundante en la corteza terrestre después del silicio y al ser aleado con
otros metales adquiere una gama de aplicaciones dónde el único límite es la inventiva
del hombre.
Su producción actual de 29 millones de toneladas (incluyendo el obtenido del reciclaje)
es muy superior a la producción anual del bronce (11.5 millones de toneladas), del
hierro (5.4 millones de toneladas) y del estaño (0.2 millones de toneladas). Esto es un
factor que nos indica la importancia que está adquiriendo.
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El aluminio va ganando terreno en la aplicación dentro de la industria, siendo muy
valioso por no pesar tanto y ser fácil de reciclar. En nuestro país no se tiene una gran
producción, la cuál sumada con toda América latina no alcanza ni la mitad de la
producida por Estados Unidos y Canadá.
Por estas razones y por su característica de ser 100% reciclable sin perder sus
propiedades hacen al aluminio un metal ideal para múltiples aplicaciones ya conocidas
y otras más que el mundo aún no ha descubierto.
BIBLIOGRAFÍA :
El Financiero, página 16 A, Martes 4 de Mayo de 1999. México D.F.
Enciclopedia Hispánica Tomo I. EncyclopaediaBritanicaPublisher,Inc. 1ª. Ed.
USA. 1989 – 1990. Pag. 241, 242.
www.world-aluminium.org
www.imedal.com.mx
www.inegi.gob.mx
www.secofi.gob.mx
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